DE872620C

DE872620C - Pressure sensitive adhesive tape

Info

Publication number: DE872620C
Application number: DEM7156A
Authority: DE
Inventors: Edwin O Joesting
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1949-10-10
Filing date: 1950-10-07
Publication date: 1953-04-02
Also published as: GB694190A; US2567671A

Description

Druckempfindlicher Klebestreifen Die Erfindung betrifft gewöhnlich klebrige und druckempfindliche Klebestreifen und bezieht sich insbesondere auf durchsichtige Streifen mit alterungsbeständigem, durchsichtigem Klebstoff.Pressure Sensitive Adhesive Tape The invention generally relates to sticky and pressure sensitive adhesive strips, and specifically refers to clear ones Strips with age-resistant, clear adhesive.

Die vorliegende Erfindung sieht einen. gewöhnlich klebrigen druckempfindlichen Klebestreifen vor, der eine biegsame Unterlage und einen fest daraufsitzenden Überzug eines Klebstoffes hat, welcher im wesentlichen aus einer Mischung von etwa 25 bis 75 Teilen Naturkautschuk, entsprechend etwa 75 bis 25 Teilen synthetischen Butadien-Styren-Kautschuk, und, bezogen auf roo Teile der vereinigten Kautschukbestandteile, etwa q.o bis 9o Teilen eines thermoplastischen Terpenharzes mit der Säurezahl Null und einem Schmelzpunkt von wenigstens etwa 8o° C besteht.The present invention provides one. usually tacky pressure-sensitive adhesive tape which has a flexible base and a tightly fitting coating of an adhesive which consists essentially of a mixture of about 25 to 75 parts of natural rubber, corresponding to about 75 to 25 parts of synthetic butadiene-styrene rubber, and, based on roo parts of the combined rubber components, about qo to 90 parts of a thermoplastic terpene resin with an acid number of zero and a melting point of at least about 80 ° C.

Durchsichtige Klebestreifen, die im wesentlichen aus durchsichtigen, gewöhnlich klebrigen und druckempfindlichen Klebüberzügen bestehen, welche fest auf einer durchsichtigen, biegsamen Unterlage, wie regenerierte Cellulose oder Celluloseacetatfilmen, sitzen, sind zum Verschließen von Packungen, Aufhängen von Plakaten, Ausbessern von Büchern u. a. m. weitgehend im Gebrauch. Die Klebschicht besteht erwünschtermaßen aus Natur-oder Kunstkautschuk und einem Harzklebrigmacher. Mit diesen Rohstoffen, lassen sich im allgemeinen annehmbare Klebstoffzusammenstellungen herstellen, und,diese Rohstoffe sind bei vernünftigen Kosten leicht greifbar. Die Entartung derartiger Klebstoffe unter Einwirkung von Sonnenlicht ist jedoch seit langem ein Problem gewesen, wobei die Wirkung des Sonnenlichts den Klebstoff erweicht und verflüssigt.Transparent adhesive strips, which essentially consist of transparent, usually sticky and pressure-sensitive adhesive coatings which are firm on a clear, pliable surface, such as regenerated cellulose or cellulose acetate films, are used to seal packs, hang up posters, and repair things of books and others m. largely in use. The adhesive layer exists as desired made of natural or synthetic rubber and a resin tackifier. With these raw materials generally acceptable adhesive compositions can be made, and so do these Raw materials are easily available at a reasonable cost. The degeneration of such However, adhesives exposed to sunlight have long been a problem whereby the action of sunlight softens and liquefies the glue.

Eine Probe, die der Klebestreifen durchmachen muß, bevor er für bestimmte Anwendungsmöglichkesten annehmbar ist, wird so durchgeführt, daß der Klebestreifen -der' Einwirkung einer S-annenlichtlampe ausgesetzt ist. Der Probeteil des Streifens wird vollständig anliegend .auf einen Bogen Sulfate papier eines Briefkopfgrades gerollt und dann ununterbrochen 3o Stunden einer Standardbeleuchtung-.ausgesetzt,.:.die von einer General Electric »S.-1«-Sannenlichtlampe in einer Entfernung -4on 76,2 cm bei 48,85° C senkrecht auf die belichtete durchsichtige Unterlage gerichtet wird. - Unter diesen Bedingungen hat es sich erwiesen, daß alle verfügbaren durchsichtigen Klebstoffe auf Naturkautschukbasis erweichen oder teilweise verflüssigen und das Probepapier durchdringen.A test that the tape has to go through before it can be used for certain Possible applications is acceptable, it is carried out so that the adhesive strip is exposed to the action of an S-ray lamp. The trial part of the strip is completely lying on a sheet of sulphate paper of letterhead grade rolled and then continuously exposed to standard lighting for 30 hours,.:. the from a General Electric "S.-1" pan-light lamp at a distance of -4on 76.2 cm at 48.85 ° C is directed vertically onto the exposed transparent substrate. - Under these conditions it has been found that all available transparent Adhesives based on natural rubber soften or partially liquefy and that Penetrate sample paper.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung - ist die Schaffung eines durchsichtigen, gewöhnlich klebrigen und druckempfindlichen Klebstoffes, der eine kombinierte Natur- und Kunstkautschukbasis hat und verbesserte Eigenschaften, 'insbesondere mit Bezug auf- die Widerstandsfähigkeit gegenüber Sonnenlicht, besitzt. Ein anderes Ziel ist die'--Herstellung eines gewöhnlich klebrigen. und druckempfindlichenKlebestreifens und insbesondere eines durchsichtigen Klebestreifens, bei :dem unter den oben abgegebenen Prüfbedingungen .der Klebstoff -nicht in -das Prüfpapier eindringt. Weitere Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.An object of the present invention - is to provide a transparent, usually tacky and pressure-sensitive adhesive, which is a combined natural and synthetic rubber base and has improved properties, particularly with reference on - the resistance to sunlight. Another goal is die '- making a usually sticky one. and pressure sensitive adhesive tape and in particular a clear adhesive tape of: that of those dispensed above Test conditions .the adhesive does not penetrate into the test paper. Other goals of the invention will emerge from the following description.

Polymerisierte Terpenharze, insbesondere polymerisierte fl-Pinenharze, sind bereits als Klebrigmacher für Naturkautschuk und für bestimmte Kunstkautschukpolymere bei der Herstellung von gewöhnlich klebrigen und druckempfindlichen Klebstoffen vorgeschlagen worden. Ein typisches Beispiel eines solchen Harzes- ist das reine thermoplastische Kohlenwasserstöffterpenharz, das bei 85° C schmilzt, eine- Säurezahl Null hat und als Piccolite S-815 bekannt ist. Diese Harze sind hellfarbig, nicht oxydierend und in solchen billigen und leicht greifbaren Lösungsmitteln wie Benzin und Heptän löslich. Sie sind thermoplastisch und binden bei fortgesetzter Erwärmung nicht ab. -Sie sind mit Nätürkaütschük und gewissen synthetischen .Kautschuken, wie Polyisobutyler4 völlig ver-. träglich. Die Verwendung dieser Harze mit Rohkautschuk bei der Herstellung von druckempfindlichen Klebstoffen schafft verbesserte Eigenschaften gegenüber ähnlichen Z.usamm@enstellungen, bei denen Kolophonium od. dgl. verwendet wird. Aber die Klebstoffe versagen trotzdem bei der Sonnenlichtlampebelichtungsprobe, und mitdiesen Klebmassen Überzogene Streifen sind für: eine Anzahl von Anwendungsmöglichkeiten unbefriedigend gewesen.Polymerized terpene resins, in particular polymerized fl-pinene resins, are already used as tackifiers for natural rubber and for certain synthetic rubber polymers in the manufacture of usually tacky and pressure sensitive adhesives has been proposed. A typical example of such a resin is the pure one thermoplastic hydrocarbon terpene resin that melts at 85 ° C, an acid number Has zero and is known as the Piccolite S-815. These resins are light colored, not oxidizing and in such cheap and readily available solvents as gasoline and heptane soluble. They are thermoplastic and bind with continued heating not off. -They are made with Nätürkaütschük and certain synthetic rubbers, like polyisobutyl 4 completely ver. bearable. The use of these resins with raw rubber in the manufacture of pressure sensitive adhesives creates improved properties compared to similar situations where rosin or the like is used will. But the adhesives still fail the sunlight lamp exposure test, and strips coated with these adhesives are for: a number of uses been unsatisfactory.

Wenn GR-S-Kunstkautschuk an Stelle des Naturkautschuks -der obigen Klebstoffe verwendet wird, .hat sich gezeigt, .daß die sich ergebende Mischung vollständig nichtklebrig und wolkig oder undurchsichtig im Aussehen ist: Überraschenderweise ist nun gefunden worden, das GR-S=Kautschuk mit Naturkautschuk gemischt werden kann, um eine Kautschukbasis herzustellen, mit der polymerisierte Terpenharze mit der Säurezähl.Null und Schmelzpunkten von-wenigstens etwa 8o ° C völlig verträglich sind und in der das Harz völlig eine so große Klebkraft wie bei Abiüesenheit von GR-S-Kautschuk zeigt. Der sich ergebende Klebstoff hat sich als hochbeständig gegenüber der Verschlechterung oder Entartung durch Sonnenlicht erwiesen und besteht wirksam die oben beschriebene Sonnenlichtbelichtungsprobe. Diese neuen, Klebstoffe erlauben .die Herstellung durchsichtiger, druckempfindlicher Klebestreifen, die von allen Gesichtspunkten aus hohe Qualität haben.If GR-S synthetic rubber is used instead of the natural rubber of the above adhesives, it has been shown that the resulting mixture is completely non-sticky and cloudy or opaque in appearance: Surprisingly, it has now been found that GR-S = rubber can be mixed with natural rubber in order to produce a rubber base with which polymerized terpene resins with an acid number of zero and melting points of-at least about 80 ° C are completely compatible and in which the resin has as great a bond strength as with absence of GR-S- Shows rubber. The resulting adhesive has been found to be highly resistant to deterioration or degradation by sunlight and is effective in passing the sunlight exposure test described above. These new adhesives allow the production of transparent, pressure-sensitive adhesive strips that are of high quality from all points of view.

Däs folgende Beispiel zeigt eine.typische Formel .vieler neuer Klebstoffausammenstellungen. Beispiel Gewichtsteile Latex-Crepe-Naturkäutschuk ...... So Kauts,chukarti:ges Butadien, Styren- Copolymer (z. B. Gr-S X-274) ... 5ö Antioxydätionsmittel (z. B. alky- liertes Polyhydroxy-Phenol) .... i Polymerisiertes Terpenharz (z: B. Piccolite S-85) . . . . . So Heptan ........ .... ......... 6oo- Die verschiedenen festen Bestandteile können unmittelbar in dem Lösungsmittel aufgelöst werden, vorzugsweise werden sie aber zunächst durch Kneten in einer Kautschukknetmaschine zusammengemischt und dann z: B. in einem Rührmischer aufgelöst.The following example shows a typical formula for many new adhesive compositions. example Parts by weight Latex crepe natural rubber ...... So Kauts, chukarti: ges butadiene, styrene Copolymer (e.g. Gr-S X-274) ... 5ö Antioxidants (e.g. alky- lated polyhydroxy phenol) .... i Polymerized terpene resin (e.g. Piccolite S-85). . . . . So Heptane ........ .... ......... 6oo- The various solid constituents can be dissolved directly in the solvent, but they are preferably first mixed together by kneading in a rubber kneading machine and then, for example, dissolved in a stirring mixer.

Die Klebstoffzusammenstellung wird in einer dünnen gleichmäßigen Schicht auf die vorher grundierte Oberfläche von regenerierter Cellulose ausgebracht und das Lösungsmittel durch Verdampfung entfernt, um einen gewöhnlich klebrigen, druckempfindlichen, durchsichtigenKlebestreifen zu erzeugen. Nachdem solch ein. Streifen 30 Stunden der Sonnenlichtbelichtungsprobe unterworfen war, zeigte sich keine Verfärbung auf der Rückseite des Prüfpapiers; und .der Klebestreifen wurde daher als befriedigend befunden.The adhesive composition is applied in a thin even layer to the previously primed surface of regenerated cellulose and the solvent removed by evaporation to produce a usually tacky, pressure sensitive, clear adhesive strip. After such a. Strip was exposed to sunlight for 30 hours, there was no discoloration on the back of the test paper; and .the adhesive tape was therefore found to be satisfactory.

Das Copolymer der obigen Formel zeigte ein Verhältnis von 72 Teilen Bütadien und 28 Teilen Styren. Dieses Polymer, wie es handelsüblich hergestellt wird, ist als GR-S X-274 bekannt und ent-. hält einen kleinen Teil, nämlich 1,25 %, eines Gemisches von Mono- und Di-Hepto-Diphenylamin als Antioxydan. Andere Polymere der Kautschuk-Gr-S-Type sind mit im wesentlichen gleichen Ergebnissen verwendet worden. Zum Beispiel wurde ein Copolymer von S.oTeilen Butadien und 5oTeilen Styren an Stelle -des obigen Polymers in der angegebenen Formel verwendet.The copolymer of the above formula showed a ratio of 72 parts Butadiene and 28 parts of styrene. This polymer as it is commercially produced is known and developed as GR-S X-274. holds a small part, namely 1.25 %, a mixture of mono- and di-hepto-diphenylamine as an antioxidant. Other polymers the rubber Gr-S-type are used with essentially the same results been. For example, a copolymer of 50 parts butadiene and 50 parts styrene was used used in place of the above polymer in the given formula.

Ebenso können andere Terpenharze das besondere in der Formel genannte Harz ersetzen. Insbesondere haben polymerisierte ß-Pinenharze. mit etwas höheren Schmelzpunkten erwiesenermaßen ausgezeichnete Eigenschaften geschaffen. Beispielsweise hat Püccolite S-12:5, das bei i215° C schmilzt, gute Ergebnisse gezeitigt, und der Klebstoff hat etwas höheren Schmelzpunkt als der oben an-,gegebene.Likewise, other terpene resins can have the special mentioned in the formula Replace resin. In particular, have polymerized ß-pinene resins. with slightly higher Melting points have been shown to create excellent properties. For example Püccolite S-12: 5, which melts at i215 ° C, has shown good results, and the Adhesive has a slightly higher melting point than the one given above.

Die Formel des obigen Beispiels gibt die bevorzugten Verhältnisanteile und die bevorzugten Bestandteile an. Aus den vorhergehenden Absätzen ergibt sich, .daß andere äquivalente Bestandteile für die dort genannten verwendet werden können. Ein zu hoher Anteil der Harzkomponente, z. B. des Piccolit S-8,5, erzeugt ein unerwünscht hohes Kleben an der Streifenunterlage, wenn der Streifen zu einer Rolle aufgewickelt wird, und führt häufig zum Abreißen und Brechen des Streifens während des Abwickelns. Ein zu niedriger Anteil des Klebrigmacherharzes ergibt einen unerwünschten niedrigen Klebwert, und der Streifen ist für seinen gedachten Zweck unbefriedigend. Bei äußerst kleinen Prozentsätzen des Gr-S-Kautschuks zeigt der Klebstoff keine sichtbare Verbesserung gegenüber der Zwei-Bestandteile-Zusammenstellung von Naturkautschuk und Harz, die, wie bereits oben angegeben, die Sonnenlichtbelichtungsprobe und die verschiedenen praktischen Anwendungen, auf welchen ,eine solche Probe beruht, nicht bestand. Andererseits wurde beobachtet, daß ein zu hoher Anteil von Gr-S-Kautschuk zu einer verminderten Klebfähigkeit des Klebstoffes und zu wechselnden Undurchsichtigkeitsgraden führte.The formula in the example above gives the preferred proportions and the preferred Components on. From the previous paragraphs it follows that other equivalent components are used for those mentioned there can be. Too high a proportion of the resin component, e.g. B. the Piccolit S-8,5, creates an undesirably high level of sticking to the strip backing when the strip is wound into a roll and often tears and breaks the Strip during unwinding. Too low a level of tackifier resin gives an undesirably low bond value, and the strip is for its intended Unsatisfactory purpose. Shows at extremely small percentages of the Gr-S rubber the adhesive shows no visible improvement over the two-part composition of natural rubber and resin, which, as stated above, the sunlight exposure sample and the various practical applications on which such a sample is based, did not exist. On the other hand, it was observed that too high a proportion of Gr-S rubber to a reduced tackiness of the adhesive and to changing degrees of opacity led.

Der bevorzugte Bereich liegt bei den ungefähren Anteilen von 2:5 bis 75 Teilen Naturkautschuk, a5 bis 75 Teilen Gr-S-Kunstkautschuk und etwa 40 bis 9o Teilen polymerisiertem Terpenharz, bezogen auf roo Teile der Kautschukzusammenstellung. Klebstoffzu.sammenstellungen, die in diesen Bereich fallen, schaffen, wie gefunden wurde, wenn sie auf geeigneten durchsichtigen Unterlagen aufgebracht werden, klare, durchsichtige, gewöhnlich klebrige und druckempfindliche Klebestreifen, die ausgezeichnet für die Anwendungen geeignet sind, die ein ansprechendes Aussehen und eine gute Klebstoffhaltekraft bei Sonnenlichtbelichtung erfordern.The preferred range is in the approximate proportions of 2: 5 to 75 parts of natural rubber, a5 to 75 parts of Gr-S synthetic rubber and about 40 to 9o Parts of polymerized terpene resin based on roo parts of the rubber composition. Adhesive compilations that fall into this range create as found when applied to suitable transparent substrates, clear, clear, usually sticky, pressure-sensitive adhesive strips that are excellent are suitable for applications that have an attractive appearance and good Require adhesive retention when exposed to sunlight.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Usually sticky and pressure sensitive tape with a flexible base and with a firmly attached over-train one Adhesive, characterized in that .the adhesive consists essentially of one Mixture of 25 to 75 parts of natural rubber, corresponding to about 75 to a5 parts Butadiene styrene synthetic rubber, and, based on zoo parts of the rubber composition, about qo to 9o parts of a thermoplastic terpene resin with an acid number of zero and a melting point of at least about 80 ° C. a. More transparent, ordinary sticky and pressure-sensitive adhesive strip according to claim r, characterized in that that the adhesive consists essentially of about 50 parts by weight of natural rubber, about 50 parts by weight of butadiene styrene synthetic rubber and about 40 to 60 parts of one pure thermoplastic hydrocarbon terpene resin with a zero acid number and a melting point of at least about 80 ° C.